Przedni korpus (mechanika płynów)



Informacje, które udało nam się zgromadzić na temat Przedni korpus (mechanika płynów), zostały starannie sprawdzone i uporządkowane, aby były jak najbardziej przydatne. Prawdopodobnie trafiłeś tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat Przedni korpus (mechanika płynów). W Internecie łatwo zgubić się w gąszczu stron, które mówią o Przedni korpus (mechanika płynów), a jednocześnie nie podają tego, co chcemy wiedzieć o Przedni korpus (mechanika płynów). Mamy nadzieję, że dasz nam znać w komentarzach, czy podoba Ci się to, co przeczytałeś o Przedni korpus (mechanika płynów) poniżej. Jeśli informacje o Przedni korpus (mechanika płynów), które podajemy, nie są tym, czego szukałeś, daj nam znać, abyśmy mogli codziennie ulepszać tę stronę.

.

W mechanice płynów The przód ciała jest przednią częścią ciała, to znaczy, na ogół część pomiędzy punktem zatrzymującym i częścią maksymalnej (lub przedmieszką momentu obrotowego). Symetrycznie używane jest również pojęcie „tylnej części ciała” (część ciała znajdująca się pomiędzy parą główną a najbardziej dolnym punktem (lub zbiorem punktów) ciała.

W mechanice płynów w wielu przypadkach istnieje pewna niezależność przepływu przedniego i tylnego. Pomiędzy „przednią częścią ciała” a „tylną częścią ciała” można, jeśli to konieczne, użyć pojęcia „środkowej części ciała”, zwłaszcza gdy to środkowe ciało ma stały przekrój (podobnie jak część cylindryczna, która następuje po ostrołuku wielu amatorów rakiety).

Ze względu na ich przednie położenie kończyny przednie rzadko są miejscem oderwania (lub oddzielenia) warstwy granicznej . Ale kiedy następuje oderwanie, najczęściej widzimy ponowne przyłączenie przepływu dalej w dół (jak to ma miejsce w przypadku oderwania przed przednią szybą VW Beetle na ilustracji obok).

Samochód z przodu

Wbrew intuicji, przednia karoseria samochodu, jeśli jest dostatecznie wyprofilowana, liczy się w sumie niewiele (to znaczy, że utworzona przez prawidłowo wyprofilowaną przednią karoserię jest bardzo nieistotna). Wręcz przeciwnie, tylny korpus samochodu może być bardzo ważny ze względu na zagłębienie podstawy, które przyciąga tę podstawę do tyłu. Na szczęście tył często można traktować niezależnie od przodu.

Dowód niezależności przodu i tyłu możemy zobaczyć na wykresie obok, który przedstawia ewolucję sedanów w zależności od smukłości ich tyłu: Fakt, że cztery krzywe w kolorze fuksji, czerwieni, błękitu i zieleni mają mniej więcej to samo nachylenie, dowodzi że tylne nadwozia o różnych długościach są prawie niezależne od nadwozia przedniego, to znaczy, że nadwozie samochodu jest ważne (jeśli jest to sekcja przednia i jest to sekcja tylna), ta ostatnia jest tylko funkcją smukłości część tylna (szczególnie w sedanach 3 i 4, które są odpowiednio wyprofilowane).

Ten ostatni wykres jest oparty na pomiarach w tunelu aerodynamicznym przeprowadzonych przez Waltera E. Lay, który przetestował modele o długości nieco ponad metra z płaskimi i pionowymi ścianami bocznymi połączonymi bez zaokrąglania z górną ścianą.

Przednia część rakiety

Obraz obok przedstawia front, jakiego można się spodziewać po poddźwiękowych głowicach rakietowych .

W najprostszym przypadku zapalnika ostro-cylindrycznego określenie odbywa się poprzez zsumowanie przedniego korpusu (tego z ostrołuku, rysunek obok), tarcia na ostrołuku i korpusie środkowym (cylindryczna część kadłuba), podstawy (która zależy od grubości warstwy granicznej przy podstawie) oraz ciśnienia, tarcia i współdziałania lotek stabilizatora. Przedni korpus (ogive) wydaje się być niezależna od innych . Korpus środkowy (część cylindryczna) jest zredukowany tylko do tarcia, ponieważ ten korpus środkowy nie ma elementarnej powierzchni zdolnej do przekształcenia luzu ciśnieniowego na jego powierzchni w siłę osiową. Z drugiej strony przy określaniu tarcia na jego powierzchni należy uwzględnić długość ostrołuku (wierzchołek ostrołuku, punkt zatrzymania przepływu, będący punktem narodzin warstwy granicznej).

Pomiędzy 10 a 60 ° półkąta u góry wyniki badań stożków jako czoła (tj. Bez podstawy, a więc jako głowic) można zlinearyzować w formie , będącej połówką kąta na szczycie stożka w stopniach. Ta linearyzacja jest ważna tylko w poddźwiękowych, tj. dla .

Względna niezależność przodu i tyłu profilowanego korpusu

W odniesieniu do zwężającego się korpusu 3D pokazanego na ilustracji obok, współczynniki ciśnienia na znacznej części korpusu przedniego są niezależne od kształtu korpusu tylnego i odwrotnie. Animacja obok pokazuje, że kiedy zmieniamy model przedniego i tylnego korpusu, niebieska krzywa przylega do znacznej części przedniego korpusu, krzywa podniesiona na całym korpusie (nawet jeśli tylna część tego kompletnego ciała została zmieniona ) (i to samo dotyczy krzywizny tylnej części nadwozia).

Można również zauważyć, że w tym konkretnym przypadku strefa wpływu sekcji tylnej na sekcję przednią i odwrotnie ma długość rzędu 2 średnic.

Podobną refleksję można poczynić w przypadku dodania cylindrycznego korpusu środkowego do trójwymiarowego zwężającego się korpusu (krzywe obrazu naprzeciwko, tutaj obliczone przez tę samą grupę badaczy). Wydaje się, że przednia i tylna część łuków pozostają niezmienione podczas wprowadzania mniej lub bardziej długiej części cylindrycznej.

Należy również zauważyć, że przepływ na części cylindrycznej (a tym samym krzywizna ) przewiduje, w odległości około 1 średnicy, obecność zwężenia utworzonego przez tylny korpus. Dlatego informacja o obecności skurczu podstawy rozchodzi się dobrze w górę rzeki (jesteśmy tutaj w poddźwięku).

Obudowa rurki Pitota

Rozkład nacisku na przedniej półkuli Pitota (przednia półkula, jasnoniebieska krzywa) różni się od rozkładu nacisku na przedniej półkuli kuli (czerwona krzywa). Możemy zatem powiedzieć, że przepływ przez przedni korpus rurki Pitota w pełni przewiduje obecność (lub nie) części cylindrycznej: nie ma zatem niezależności przepływu przedniego ciała od środkowego przepływu w ciele.

Narysowane tutaj krzywe są krzywymi teoretycznymi (obliczenia przeprowadzone w płynie nielepkim). Całkowanie jasnoniebieskiej krzywej teoretycznej wytwarza ciśnienie dla przedniej półkuli rurki Pitota. Należy jednak zauważyć, że testy opisane w nocie technicznej NASA D-3388 przypisują półkulistej głowicy bojowej bardzo niskie ciśnienie do 0,4 Ma (i do Ma 0,7), które to bardzo słabe jest zgodne z tym przekazanym przez Hoernera dla półkulista głowica bojowa (patrz ilustracja sekcji przedniej części rakiety # Rocket).

Specjalne kształty

Dysk odsłonięty od przodu

W przypadku przedniego odsłoniętego dysku mechanika płynów oczywiście praktykuje rozróżnienie między przednim korpusem (przednią powierzchnią dysku) a tylnym korpusem (jego tylną powierzchnią). Koenig i Roszko w swoich badaniach przepływu osiowego na walcu z płaską końcówką poprzedzoną dyskiem, na podstawie innych autorów, przyjęli dla powierzchni czołowej wartość ok . Podobnie Bob Hiro Suzuki zwraca uwagę na wartość przedniej powierzchni tarczy.

Gdy pełny dysk jest uznawany za ważny , tylna powierzchnia dysku okazuje się warta od do . Na obrazku obok, Fail, Lawford i Eyre zmierzyli stałą wartość w dół strumienia w (czerwona krzywa, gdzie znaczniki odpowiadają mierzonym punktom). Oznacza to, że średnia wartość współczynnika ciśnienia na tej tylnej powierzchni jest warta dla tych autorów nieco więcej niż ze względu na niezmierzone wartości na krawędzi tarczy.

Na tym obrazie można zauważyć prawie elipsoidalny rozkład nacisków na przedniej powierzchni (niebieska krzywa, gdzie tylko wypełnione znaki odpowiadają mierzonym punktom).

Chociaż często przyjmuje się, że współczynnik ciśnienia pozostaje taki sam na całej powierzchni płaskiej podstawy, to uproszczenie nie może być odpowiednie dla dolnej krawędzi okrągłej tarczy. Na krawędzi tarczy przepływ jest siłą rzeczy przyspieszany do wartości większej niż prędkość w nieskończoności ( staje się ujemna). Krzywa fuschia, oznaczona znakiem zapytania, to proponowana krzywa łącząca niebieską krzywą z czerwoną na krawędzi krążka.

Kula

W przypadku kuli warto zainteresować się wartością półkuli przedniej. Całkowanie teoretycznego współczynnika ciśnienia na tej półkuli przedniej (krzywa fuksji na zdjęciu po przeciwnej stronie, według Elmara Achenbacha) daje ujemną wartość . Chociaż tarcie kuli jest pomijalne, praktyczne środki prowadzą do przedniego korpusu kuli w pierwszym trybie, ale integracja współczynników ciśnienia w drugim trybie (wystarczająco blisko nielepkiego przepływu dla przedniej półkuli) nie dać podciśnienie.

Fronty specjalne

Treść do przodu z łopatkami przekierowującymi

Oderwanie podczas przekraczania ostrych krawędzi rozwartego ciała powoduje powstanie kieszeni „martwej wody” bezpośrednio za przednią twarzą, która zwiększa szerokość widzianą przez przepływ ciała, a tym samym degraduje jego dźwięk . Tworzeniu się takich kieszeni martwej wody można zapobiec, montując łopatki zmiany kierunku, które zasilają te niskociśnieniowe kieszenie na martwą wodę w powietrze nadciśnieniowe przechwycone z przodu pojazdu (górna ilustracja obok).

W swojej książce Drag , Sighard F. Hoerner  (in) określa, że ​​oprócz zapobiegania tworzeniu się tych kieszeni martwej wody, przednie łopatki przekierowujące są przedmiotem sił aerodynamicznych, które mają tendencję do ciągnięcia pojazdu do przodu. dlatego jeszcze bardziej zmniejsz opór).

Taki system łopatek przekierowujących był szeroko stosowany w przeszłości do owiewek silników lotniczych w kształcie gwiazdy ( pierścień Townenda ), zanim osłony NACA zapewniły ostateczne rozwiązanie dla owiewki silnika w kształcie gwiazdy.

Ta sama zasada kierunkowego ostrzenia może być użyta z wyraźną korzyścią dla podstawy niektórych ciał (dolny obraz obok).

Prekursorowa tarcza lub przednia szyba

W swojej pracy amerykański badacz Keith Koenig udowodnił, że przedramię okrągłego cylindra może przejść od do poprzez zainstalowanie prekursorowego dysku o średnicy pomiędzy i przed przednią ścianą tego cylindra (dysk prekursora jest utrzymywany przez wałek o małej średnicy). Toryczny wir, który osiada między dyskiem prekursora a przednią powierzchnią cylindra (zdjęcie obok) tworzy rodzaj przenośnika taśmowego, który usprawnia całość. Raczej wbrew intuicji, zastąpienie krążka prekursora sferycznymi nasadkami (pozornie lepiej wyprofilowanymi) nie daje lepszych rezultatów.

Szyba przednia lub aerospike

Poprzednie wyniki są ważne dla poddźwięku. W przypadku transsonicznych i naddźwiękowych można zastosować specjalne osłony przeciwwiatrowe (zwane po angielsku „  aerospike  (in)  ”), których zadaniem jest zmniejszenie nacisku na niedostatecznie wyprofilowane przednie korpusy (ze względu na osiągane prędkości trans- i naddźwiękowe., Np. przykład głowic półkulistych). Korpus prekursora o stosunkowo małym przekroju (tarcza lub sferyczna nasadka), niesiony przez wałek o małym przekroju (zdjęcie obok), wytwarza falę uderzeniową odrywaną przed niedostatecznie wyprofilowanym przednim korpusem, który po nim następuje. Dodatkowo pomiędzy tą falą uderzeniową a niewystarczająco wyprofilowanym przednim ciałem jest zainstalowana strefa recyrkulacji, która działa jak lepiej wyprofilowane ciało wirtualne.

Takie urządzenia korpusu prekursora (osłony przeciwwiatrowe) są stosowane na szczycie pocisków wystrzeliwanych przez okręty podwodne, ponieważ cofnięcie wału odpowiednio zmniejsza wysokość wspomnianych pocisków i ułatwia ich przechowywanie na pokładzie.

Uwagi i odniesienia

  1. Dla człowieka na ulicy, który ma „kolizyjną” koncepcję mechaniki płynów, przednia część samochodu jest odpowiedzialna za „pozostawienie śladu” dla reszty samochodu. Tak nie jest, ponieważ działanie nadciśnienia występującego wokół obszaru zatrzymania (kratki) jest kompensowane działaniem wgłębień znajdujących się bezpośrednio za prądem (na przedniej pokrywie i na odpowiednio nachylonych przednich szybach).
  2. (w) Walter E. Lay, 50 mil na galon jest możliwe, jeśli usprawnienie jest prawidłowe SAE Transactions, tom.  28, 1933, s.  144-156 [1] .
  3. (w) Aerodynamika pojazdów drogowych, pojazd od mechaniki płynów do inżynierii, pod redakcją Wolf-Heinricha Hucho 1990.
  4. Hoerner 1965 , s.  49.
  5. Hoerner 1992 , s.  2-5.
  6. (in) lyde D. Nevins i Benny W. Helton, BADANIE RÓŻNYCH PARAMETRÓW WPŁYWAJĄCYCH NA CIĘŻAR STRUKTURALNY STOŻKA NOSA RAKIETY SAMOCHODU, Marshall Space Flight Center, [2] .
  7. (in) CHARAKTERYSTYKA aerodynamiczna sferycznie tępego stożka w liczbach od 0,5 do 5,0, NASA TN D-3088, Robert V. Owens, George C. Marshall Space Flight Center w Huntsville, Alabama [3] [PDF] .
  8. (in) CHARAKTERYSTYKA aerodynamiczna DUŻYCH STOŻKÓW Z KĄTOWYMI RETROROCKETAMI, Kontrakt nr NAS 7-576, Philip O. Jarvinen i Richard H. Adams, luty 1970 [4] [PDF] .
  9. (en) AJ Smits, Prawo SP i PN Joubert, Porównanie teoretycznych i eksperymentalnych rozkładów ciśnienia na ciałach rewolucji, [5]
  10. (in) EFEKTY tępości NA PRZECIĄGNIĘCIE ELIPTYCZNEGO PODSONICZNEGO przodka, NOTA TECHNICZNA NASA D-3388, autor: John D. Norris i Robert J. McGhee [6] [PDF] .
  11. (w) BADANIE DOŚWIADCZALNE EFEKTÓW GEOMETRYCZNYCH NA POLE PRZECIĄGNIĘCIA I PRZEPŁYWU DWÓCH CIAŁ BLUFF ODDZIELONYCH PRZEZ LUKĘ przez Keitha Koeniga i Anatola Roshko, California Institute of Technology, Pasadena, Kalifornia, J. Fluid Mech. (1985), tom. 156, s.  167-204 [7] [PDF] .
  12. (w) Praca dyplomowa Bob Hiro Suzuki, POMIARY MAGNETOFLUID DRAG-DYNAMIC ON SEMI-IMFINITE CODIES IN ALIGNED FIELDS, California Institute of Technology Pasadena, Kalifornia w 1967, [8] [PDF] .
  13. (in) R. FAIL, JA LAWFORD i RCW EYRE, Low-Speed-Experiments: On the Wake Characteristics of Flat Plates Normal to Airstream rok, [9] [PDF] .
  14. (w :) Elmar Achenbach, „Eksperymenty z przepływem obok sfer przy bardzo wysokich liczbach Reynoldsa”, Journal of Fluid Mechanics , vol.  54, n o  3, 8 sierpnia 1972, str.  565-575 [ prezentacja online ] .
  15. Hoerner 1965 , s.  23.
  16. Hoerner 1992 , s.  2-5
  17. E. Hunsinger i M. Offerlin 1997
  18. Ta strefa niskiego ciśnienia (i zawirowania) nazywana jest „strefą wody martwej”, ponieważ po raz pierwszy zaobserwowano ją za stosami mostów.
  19. SF Hoerner , Odporność na postęp w płynach , redakcja Gauthier-Villars, Paryż.
  20. (en) SF Hoerner, Fluid-Dynamic Drag.
  21. Te efekty trakcyjne są oczywiście uwzględnione we wskazanych.
  22. Zwiększony wskaźnik nałożone przez te ostrza może niemniej stanowić hamulec na ich instalacji, naczepa ciężarówki na przykład, już będąc na wskaźnik maksymalny drogowego.
  23. (w) Keith Koenig (PhD), Interference effects on the drag of bleuff body in tandem , California Institute of Technology , 22 maja 1978 [ czytaj online ] [PDF] .
  24. (w) Keith Koenig i Anatol Roshko ( ILC ), "Eksperymentalne badanie wpływu geometrycznego na pole oporu i przepływu dwóch ciał urwistych oddzielonych szczeliną", Journal of Fluid Mechanics , lot z 1985 roku .  156, s.  167-204 , [ czytaj online ] [PDF] .

Bibliografia

  • (W) John D. Anderson, Jr. , Warstwa brzegowa Ludwiga Prandtla  " , Physics Today , Vol.  58 N O  12,, s.  42-48 ( DOI  10.1063 / 1.2169443 , czytaj online [PDF] ).
  • (en) Duane A. Haugen ( reż. ), Warsztaty z mikrometeorologii , AMS ,, 392,  str. ( DOI  10.1017 / S002211207421259X ).
  • SF Hoerner , Resistance to Advancement in fluid , Paryż, Gauthier-Villars,( OCLC  727875556 , ASIN  B07B4HR4HP ).
  • (en) SF Hoerner , Opór dynamiczny płynów: informacje teoretyczne, eksperymentalne i statystyczne ,( OCLC  228216619 ).
  • (en) SF Hoerner i HV Borst , Fluid-Dynamic Lift, praktyczne informacje na temat aerodynamic and hydrodynamic lift , Liselotte A. Hoerner ed.,( [10] ). . Książka użyta do napisania artykułu
  • (en) Herrmann Schlichting , Klaus Gersten , E. Krause , H. Oertel Jr. and C. Mayes , Boundary-Layer Theory , Berlin / New York, Springer,, 8 th  ed. , 799  str. ( ISBN  3-540-66270-7 ).
  • Ewald Hunsinger i Michaël Offerlin, Aerodynamics and the origin of parasitic drag , Inter Action,( przeczytaj online [PDF] ).

Mamy nadzieję, że informacje, które zgromadziliśmy na temat Przedni korpus (mechanika płynów), były dla Ciebie przydatne. Jeśli tak, nie zapomnij polecić nas swoim przyjaciołom i rodzinie oraz pamiętaj, że zawsze możesz się z nami skontaktować, jeśli będziesz nas potrzebować. Jeśli mimo naszych starań uznasz, że informacje podane na temat _title nie są całkowicie poprawne lub że powinniśmy coś dodać lub poprawić, będziemy wdzięczni za poinformowanie nas o tym. Dostarczanie najlepszych i najbardziej wyczerpujących informacji na temat Przedni korpus (mechanika płynów) i każdego innego tematu jest istotą tej strony internetowej; kierujemy się tym samym duchem, który inspirował twórców Encyclopedia Project, i z tego powodu mamy nadzieję, że to, co znalazłeś o Przedni korpus (mechanika płynów) na tej stronie pomogło Ci poszerzyć swoją wiedzę.

Opiniones de nuestros usuarios

Filip Biernacki

Byłem zachwycony, że znalazłem ten artykuł na temat _zmienna.

Kamil Kuczyński

Podoba mi się ta strona, a artykuł o Przedni korpus (mechanika płynów) jest tym, którego szukałem.

Janusz Michalski

Język wygląda na stary, ale informacje są wiarygodne i ogólnie wszystko, co napisano o Przedni korpus (mechanika płynów), daje dużo pewności.